CK6125型半闭环系统数控车床设计 毕业设计.doc

摘 要CK6125数控车床由主传动系统，进给系统和控制系统三部分组成。设计中首先进行总体方案的确定，画出简易的传动系统图，根据给定的设计参数对主传动和进给系统中的主要传动件进行了校验计算。进给系统由步进电机驱动滚珠丝杠实现进给。控制系统是由CPU、键盘，显示，变频器，脉冲发生器和电机驱动部分组成。CK6125通过三相异步电动机加变频器来实现无级调速。最后进了技术经济分析得出设计生产该产品是经济合理的。关键词：数控 车床 设计AbstractCK6125 CNC lathe is made up by three parts ,that is main transmission system, feeding system and control system . In the design scheme for the first, draw the simple transmission system graph, according to the design parameters of a transmission and the main transmission system into the calibration calculation. Feeding system by stepping motor drive the ball screw realize feed.Control system consists of CPU, keyboard, display, inverter, pulse generator and motor driving part. CK6125 through the three-phase asynchronous motor with frequency converter to realize stepless speed .Finally into the technical and economic analysis of the design and production of the product is reasonable in economy .Keywords: the numerical controllathedesign目录第一章 绪 论1第二章 总体方案设计22.1设计参数22.2总体方案的确定22.3 基本参数的确定22.3.1运动参数22.3.2动力参数32.4传动原理3第三章 传动系统设计73.1齿轮设计73.2轴的初步确定103.3切削力的计算113.4滚珠丝杠的设计计算123.4.1纵向丝杠的设计123.4.2横向(床鞍)进给丝杠设计143.5 步进电机选择153.5.1 纵向步进电机选择153.5.2 横向步进电机选择16第四章 校核174.1键的校核174.2轴的校核174.3轴承的校核20第五章 电器原理图的设计225.1 数控系统的基本硬件组成225.2 步进电机的控制225.2.1 步进电机的工作原理225.2.2 步进电机的控制225.3键盘、显示器接口电路225.3.1键盘接口电路235.3.2 显示器接口电路245.4 光电编码器工作原理245.5 变频器255.5.1变频器的工作原理255.5.2 变频器控制方式26第六章 技术经济分析286.1 提高技术经济价值：286.2 机械零件的设计286.3 结构的设计28总 结30参考文献31附录132致 谢33第一章 绪 论据了解，2001年中国机床产值已进入世界前10名的第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。我国近几年数控机床虽然发展较快，但与国际先进水平还存在一定的差距，主要表现在：可靠性差，外观质量差，产品开发周期长，应变能力差。 随着电子技术和自动化技术的发展，数控技术的应用越来越广泛。以微处理器为基础，以大规模集成电路为标志的数控设备，已在我国批量生产、大量引进和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的效益。但同时，由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点，在维修理论、技术和手段上都发生了飞跃的变化。随着科学技术不断发展，数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。高性能：随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。高精度：数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。高速度：数控机床各轴运行的速度将大大加快。高柔性：数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。模块化：数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。机床工业被称之为装备工业，装备工业又是技术密集、技术更新速度十分快的行业，数控机床是现代制造业的关键设备，一个国家数控机床的产量和技术水平在某种程度上就代表这个国家的制造业水平和竞争力。面对入世和世界经济一体化的进程，我们必须在新一轮经济结构调整中找准自己的位置，加快发展、更新的频率，用"限普增数"来加快集约化进程，促进装备工业的发展，参与世界经济竞争。缩小与世界先进水平的差距。 第二章 总体方案设计方案设计主要是确定机床的总体结构，传动原理以及基本的运动动力参数。2.1设计参数设计任务给出各项指标如下：1加工对象：45号钢2主轴转速：502000rad/min3工作台行程：X450mm Z130mm4脉冲当量：0.015异步电机驱动2.2总体方案的确定CK6125型数控车床的主要参数：床身上最大工件回转直径 250mm；最大工件长度 500mm；最小设定单位 x轴0.001mm z轴0.001mm；回转刀架工位数 4 ；主电机功率 3.0kw；机床净重 1200kg 。主要特点：CK6125数控车床的导轨耐磨性好，精度高，主轴采用变频无级调速控制，可自动完成对零件的内外柱面、端面、任意锥面、圆弧面及公英制螺纹切削等工序连续加工。2.3 基本参数的确定通过主轴孔最大棒料直径床身宽度经济合理的工件或刀具直径按照以下几种经验公式估定 2.3.1运动参数可通过类比实验和计算等方法综合确定 、为经济加工切削速度和经济合理的工件或刀具直径。、是机床的最低、最高转速，其中常用经济加工切削速度硬质合金刀2.4传动原理此次设计的CK6125只用于精加工和半精加工,初步确定主轴箱部分为六级变速（手动），用一个三联齿轮和二联齿轮来实现六级变速，而后用传动比为一比一的齿轮带动脉冲发生器，采用双速电机，异步电机的同步转速为1000rad/min其实际转速为960rad/min，可得车床有3×2=6级变速。而对其的选择方案有两种，如下所述：方案一：采用结构式：，其，故合适。 方案二：采用结构式：，其，大于8，故不合适。对方案一和方案二进行比较，方案一远优于方案二（因为方案二不合理），故选用方案一。再根据方案二画出其转速图。其转速图如下：图2-1 转速图如上图可知皮带轮的降速比为：，由此可知皮带的降速比也合适，故此方案可行。再就是纵向和横向进给是靠丝杠来实现的，丝杠用步进电机来带动。因为脉冲当量小于0.01。所以在步进电机和丝杠之间我们用传动比为1：1的齿轮带来连接。大带轮与带轮轴连接采用卸荷方式，可以使大带轮的重量不压在轴上，减轻了轴的负荷，使传动更平稳。主轴箱内有两对滑移齿轮，把它们分别放在第一二根轴上，将第一二根轴做成花键轴，使整体结构更紧凑，更合理。主轴与脉冲发生器连接采用齿轮一比一传动，这样方便计算主轴转一圈时丝杠进给量。纵、横向进给系统选择的步进电机步距角都为0.36°，纵向进给的最小进给量为0.002，横向进给的最小进给量为0.01，所以必须通过减小步距角来实现这个最小进给量。减小步距角可以通过同步齿形带传动来减小，选择齿轮传动来减小步距角。传动要求:1）传动原理主要满足设计任务所给出的精度要求。 2) 应当在保证精度的情况下尽量使结构简单。3) 主轴的转速范围为502000RPM，采用双速电机传动,然后采用手动六级调速,从而实现502000RPM的转速范围.4) 脉冲当量为0.01毫米/分钟，若采用较高级数的步进电机，通过齿轮减速来带动丝杠就可以达到，并且结构简单，在该处还没有传动误差，可以使电控部分的结构及程序编制更为简单。5) 主传动系统需要一个变速电机通过带轮带动主轴，从而完成主传动运动。进给部分也相对简单，当一个脉冲信号传给步进电机时，步进电机转过一个相应的步进角，通过一个一级或二级减速器将动力传递给丝杠完成工作台（刀架）横、纵向进给运动。另外，反馈系统保证更高的精度可以增加。6) 进给部分采用滚珠丝杠副有如下特点：1）运动平稳，无爬行现象，精度高；2）有可逆性；3）磨损小，寿命长；但制作困难，要求自身精度高。所以，采用滚珠丝杠副优点相对较多，比较合理。滚珠丝杠的循环方式采用外循环方式，这种方式制造加工比较容易，经济性好。表2-1 设计参数 第三章 传动系统设计3.1 齿轮设计设计齿轮的输入功率是2.77KW小齿轮的转速=585/min齿数比 =95/18=3.40工作寿命15年（设每年工作300天），两班制。1 选齿轮的类型、精度等级、材料及齿数1）按传动方案选用直齿圆柱齿轮传动。2）速度不是很高，选用7级精度（GB1009588）。3)材料的选择。由机械设计1表101选小齿轮的材料是40C(调质)，硬度280HBS大4)齿轮的材料为45钢 (调质)，硬度为240HBS，二者材料硬度差40HBS。5）选小齿轮的齿数=18大齿轮的齿数=95。6）以下计算全都根据机械设计1上有关图表；公式。2 按齿面接触强度设计由设计计算公式机械设计1（109a）进行试算，即1）确定公式内的各计算数值（1）试选载荷系数=1.3（2）计算小齿轮传递的扭矩=9550000×p/ =9550000×2.70/585.67=44076N·（3）由表机械设计1107选取齿宽系数=1（4）由表机械设计1106查的材料的弹性影响系数=189.8（5）由表机械设计11021d查按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 =600；大齿轮的接触疲劳强度极限=550；（6）由式机械设计11013计算应力循环的次数（7）由图机械设计11019查得接触疲劳寿命系数=0.94； =0.98则其功率为3×0.96=2.88，确定轴的计算转速主轴r/min 则主轴速度取=171r/min计算转速传递全功率 所以得r/min r/min按式机械设计1（152）初步估算轴的最小直径，选轴的材料为45钢，调质处理，据机械设计1153取于是得：第二根轴：齿轮和轴的传动效率是则其功率为 ，按式机械设计1（152）初步估算轴的最小直径，选轴的材料为45钢，调质处理，根据机械设计1153取于是得：3.3切削力的计算以下公式，数据根据机床切削手册获得7：切削速度的计算公式加工材料碳素结构钢 =650Mpa外圆纵车，刀具YT15，车刀刀杆尺寸B*H（mm） 16*25，工件直径D=40mm， 车削深度3mm， 进给量。f=0.40.5(mm/r)(0.70), 耐用度T=120min，修正系数=0.87，=1.03，=0.89 车削力及主车削功率主车削力 N径向车削力 N走刀力（轴向力） N车削时消耗的功率加工材料：结构钢及铸钢=650Mpa 刀具材料 硬质合金分别为三个分力计算中，当实际加工条件与所求的经验公式的条件不符合时，各种因素对切削力的修正系数积代入车削速度车削力车削深度不大，形状不复杂的轮廓时理论车削减少10%15%，车削时消耗的功率而实际进给量f=0.37 ap=2.8。实际FZ=1882.8N3.4滚珠丝杠的设计计算3.4.1纵向丝杠的设计丝杠传动取等效载荷 =2141N，螺杆有效行程Lm=500mm，等效转速 =400r/min,要求使用寿命，螺杆材料9Mn2V,滚道硬度5860HRC解：1） 计算载荷Fc = KF·KH·K1·Fm = 1.2×1.0×1.2×2141 = 3083.04N2) 求必需的额定动载荷 Ca= 3) 选择滚珠丝杠的型号和主要尺寸根据Ca=10173.2N选取型外循环螺纹调整预紧的不衬套的双螺母滚珠丝杠副，循环圈数：2.5×1 ，额定动载荷C=1970kgf， 偏心距0.068 名义直径mm， 丝杠外径的d=39mm ，螺母配合外径D=80mm ，两个圆螺母厚度=20mm，螺距t=8，螺旋升角 。螺旋导程角： 4) 稳定性验算因螺杆适中，应验算螺杆的不稳定性，临界载荷为 E 螺杆材料的弹性模量 E = 2.06×105N/mm2Ia 螺杆危险截面的轴惯性矩 µ 长度系数 按一端固定一端铰支 µ = 0.7l1 丝杠螺纹全长 l1 = lu+2le = 1000 故2.54 通过。5） 刚度验算按最不利情况考虑，即在螺距（应为导程）内受轴向力引起的弹性变形与受转矩引起弹性变形方向一致，此时变形量为最大，计算公式为： mm式中： = = 1457.92N· (式中磨擦系数f按0.0025计，当量磨擦角 = 840)剪切弹性模量 G = 8.33×104 N/mm2则 = =0.0541µm每米螺杆长度上的螺距的弹性变形6） 计算效率 = = 0.768 (式中)3.4.2横向(床鞍)进给丝杠设计丝杠传动取等效载荷 =1166N，螺杆有效行程Lm=240mm，等效转速 =10r/min,要求使用寿命，螺杆材料9Mn2V,滚道硬度5860HRC解：1）计算载荷Fc = KF·KH·K1·Fm = 1.2×1.0×1.2×1166 = 1679N2) 求必需的额定动载荷 Ca= 3) 选择滚珠丝杠的型号和主要尺寸根据Ca=3490N选取 型外循环螺纹调整预紧的不衬套的双螺母滚珠丝杠副，循环圈数：2.5×1，额定动载荷C=1420kgf ，偏心距0.056， 名义直径mm ，丝杠外径的d=29mm ，螺母配合外径D=68mm ，两个圆螺母厚度=20mm，螺距t=6，螺旋升角 。螺旋导程角： 4) 稳定性验算因螺杆适中，应验算螺杆的不稳定性，临界载荷为 E 螺杆材料的弹性模量 E = 2.06×105N/mm2Ia 螺杆危险截面的轴惯性矩 µ 长度系数 ，按一端固定一端铰支 µ = 0.7l1 丝杠螺纹全长 l1 = lu+2le = 240+2×20 =280 故2.54 通过。5）刚度验算按最不利情况考虑，即在螺距（应为导程）内受轴向力引起的弹性变形与受转矩引起弹性变形方向一致，此时变形量为最大，计算公式为：mm式中： = = 927.89N· (式中磨擦系数f按0.0025计，当量磨擦角v = 840)剪切弹性模量 G = 8.33×104 N/mm2则 =0.121µm每米螺杆长度上的螺距的弹性变形6）计算效率 (式中)3.5 步进电机选择3.5.1 纵向步进电机选择螺杆转动，螺母作直线运动螺旋上的驱动转矩 即 步进电机选130BF5-1.5/0.75，相数5 ，=110V静态电流10A，保持转矩12.74N.m总体尺寸：3.5.2横向步进电机选择同理上面的步骤得步进电机选110BF，相数3 ，=110V 保持转矩8.3N.m总体尺寸：第四章 校核4.1键的校核纵向丝杠上中间轴的普通圆头平键11。轴径29mm，传动转矩为1.47N.m，整个齿轮组的宽度B>50mm，载荷稳定。（1）选择键的类型：选A型普通平键（）确定键的尺寸：查的可选键的尺寸为（）挤压强度：取k=h/2 l=L-b,则工件表面的挤压应力为（）（）剪强度：由公式得切应力为4.2轴的校核计算齿轮受力齿轮直径：大轮 小轮 轴上的功率= 2.7kw 转速n = 585r/min 校核床头箱内第根轴。转矩 作用在齿轮上的力Ft , Fa作用在齿轮上的力Ft , Fa齿轮分度圆直径 所以两齿轮的扭距 轴的弯矩图扭矩图如下按照第三强度理论，则由公式可得许用应力值 经校核强度符合要求114.3轴承的校核选用轴承代号如下表我们选纵向丝杠左侧深沟球轴承6305进行校核11一直电机转速n=1480r/min，轴承径向载荷=1166N轴向载荷无，轴径d=25mm，轴承预期使用寿命=5000h，可靠度为50%。脂润滑。校核步骤：查机械零件设计手册第18章表18.7得e=0.081=0.18>e表4-7 轴承型号 查表可得X=0.50,Y=2.0基本额定动载荷17200N>2961N则选用该轴承可以满足寿命要求。第五章 电器原理图的设计5.1 数控系统的基本硬件组成任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础，其性能的好坏直接影响到整个系统的工作性能。有了硬件，软件才能有效的运行。机床数控系统的硬件电路概括起来有以下几个部分组成：（）中央处理单元CPU。（）总线。包括数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB）。（）存贮器。包括可擦除存贮器（EEPROM）和随机存贮器（RAM）。（）I/O输入/输出接口电路。其中CPU是数控系统的核心，作用是进行数据运算处理和控制各部分电路的协调工作。存贮器用于存放系统软件，应用中所需的各种数据。I/O接口是系统与外界进行信息交换的桥梁。总线则是CPU与存贮器、接口以及其它转换电路联接的纽带，是CPU与部分电路进行信息交换和通讯的必由之路。数控系统硬件框图如下图所示：5.2 步进电机的控制5.2.1 步进电机的工作原理步进电机是将电能转化为机械能的电磁元件。定子上安排了六个磁极，相对的两个磁极上放置着同一相励磁绕组，而转子上没有，只有四个凸极，a、b、c、d组成，当s1接通，s2，s3断开，A相建立磁场，转子力求以磁路最大来取向，转子齿与定子A相磁极对齐，即转子a、c齿的轴线与定子A相磁极轴线重合。当s1，s3断开，s2接通，转子b、d齿的轴线与定子B相磁极轴线重合。依次类推s1s2s3s1循环接通，转子以一定的布距角旋转，改变输入电流方向，实现反转即s1s3s2s1。5.2.2 步进电机的控制 步进电机是手脉冲信号控制的，脉冲信号的产生和分配由软件编程来完成，而信号的放大由放大电路来完成。由于强弱信号的原因，我们在放大电路前加上光电耦合电路，已防止电源串路。具体控制电路如图所示。5.3键盘、显示器接口电路键盘和显示器是数控系统常用的人机对话的外围设备，键盘可以完成程序数据的输入，显示器显示计算机运行时的状态数据。键盘接口电路常使用8155接口芯片。8155芯片内部含有一个256字节的静态RAM，两个8位并行口PA和PB，一个6位并行口PC，工作方式可由程序设置，另外还有一个14位计数器，可以对输入脉冲进行减法计数。引脚TIMER IN为定时器时钟输入端，由外围输入时钟脉冲；引脚TIMER OUT为定时器输出端。定时器起动后，能对输入端的脉冲进行计数，当减法计数器减至零时，在TIMER OUT端输出一个脉冲信号14。AD0AD7是地址、数据线，因为芯片内部含有地址锁存器，故既能传递地址信息，又能传递数据信息。5.3.1键盘接口电路下图是键盘接口电路5。8155和8031单片机可以直接连接。因电路中的8155只作为并行接口使用，不使用内部存储器，故IO/M引脚直接经电阻R接高电平。8155的地址、数据线和8031单片机的P0口直接连接，由8031单片机的地址锁存信号ALE控制实现分时信息传递。片选信号端接74LS138译码器输出线Y4端口，当Y4为低电平时，选中该8155芯片。键盘排成5行8列矩阵，总共40个键。PC0PC4是5根行线，PA0PA7是8根列线，在列线与行线的交叉点上安装有按键。PA口的8根列线按一定时间间隔轮流输出低电平。当扫描到某一列线上时，若无键按下，则行线都是高电平；若有一个键按下时，交叉点上对应的行线变为低电平。这个低电平信号被计算机捕获后，根据此键对应的行线和列线的位置，计算机可以判断出键值，完成一次键输入扫描工作。图5-1 键盘连接电路图5.3.2 显示器接口电路LED显示器有静态显示和动态显示两种方式，本设计中使用的是静态显示器，显示器由7位LED显示管组成，后面6位是七段数码显示器，用以显示数据。最左边是十六段米字型显示器，可以显示字符N、G、M、S、T、F以及X、Y、Z、V、W字符等。图 5-2 显示连接电路图显示器要显示的字符或数字信息直接由8031单片机的P0口输出，并锁存在相应的锁存器74LS373中，74LS373中锁存的信息直接加在显示器上显示出字符或数字。米字显示管有16段，故其数据信息用两个锁存器。电路中74LS154芯片是4线16线译码器，工作原理和74LS138译码器相似。74LS154译码器的输入端接8031单片机的P2.0P2.3端口，输出端Y0Y8用作各锁存器的选通信号。5.4 光电编码器工作原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。光电编码器每转输出600个脉冲，五线制。其中两根为电源线，三根为脉冲线(A相、B相、Z)。电源的工作电压为 （+5+24V）直流电源。光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。 工作原理:当光电编码器的轴转动时A、B两根线都产生脉冲输出,A、B两相脉冲相差90度相位角，由此可测出光电编码器转动方向与电机转速。如果A相脉冲比B相脉冲超前则光电编码器为正转,否则为反转.Z线为零脉冲线,光电编码器每转一圈产生一个脉冲.主要用作计数。A线用来测量脉冲个数,B线与A线配合可测量出转动方向.N为电机转速   n=ND测-ND理例如:我们车的速度为1.5m/s,轮子的直径220mm，C=D*Pi，电机控制在21.7转/秒,根据伺服系统的指标, 设电机转速为1500转/分,故可求得当ND=21.7*60=130转/分时，光码盘每秒钟输出的脉冲数为：PD=130×600/60=1300个脉冲当测出的脉冲个数与计算出的标准值有偏差时,可根据电压与脉冲个数的对应关系计算出输出给伺服系统的增量电压U，经过D/A转换，再计算出增量脉冲个数，等下减去。    当运行时间越长路线越长，离我们预制的路线偏离就多了。这时系统起动位置环，通过不断测量光电编码器每秒钟输出的脉冲个数，并与标准值PD（理想值）进行比较，计算出增量P并将之转换成对应的D/A输出数字量，通过控制器减少输个电机的脉冲个数，在原来输出电压的基础上减去增量，迫使电机转速降下来，当测出的P近似为零时停止调节，这样可将电机转速始终控制在允许的范围内。5.5 变频器近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。如何选择性能好的变频其应用到工业控制中，是我们专业技术人员共同追求的目标。下面结合作者的实际经验谈谈变频器的工作原理和控制方式。5.5.1变频器的工作原理 各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz）。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC），我们把实现这种转换的装置称为“变频器”（inverter）。 变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机（例如空调等），还有荧光交流电动机的同步转速表达式位：n60 f(1s)/p (1)式中n异步电动机的转速；f异步电动机的频率；s电动机转差率；电动机极对数。由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在050Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。5.5.2 变频器控制方式低压通用变频输出电压为380650V，输出功率为0.75400kW，工作频率为0400Hz，它的主电路都采用交直交电路。其控制方式经历了以下四代。（）1U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）（）控制方式电压空间矢量（SVPWM）（）控制方式矢量控制（VC）方式（）直接转矩控制（DTC）方式（）矩阵式交交控制方式图 5-3 经济型数控机床控制结构框图第六章 技术经济分析6.1 提高技术经济价值：(1)进一步改善和简化设计，减少零件数目，提高标准化、通用化程度；(2)采用廉价材料；(3)改善毛坯、零件加工、装配等工艺性，合理选择精度、公差和配合以及其他技术条件；(4)改善生产、经营管理制度。再以上四个方面中，改善设计最为重要。6.2 机械零件的设计本篇毕业设计论文主要对Ck6125型数控机床进行了分析设计。在设计的过程中，在保证零件在强度、刚度、振动稳定性、耐磨性、温升等方面都满足的条件下，尽量采用廉价材料，并且对于我所设计的机械零件尽量采用“三化”即标准化，系列化，通用化。6.3 结构的设计结构设计是设计工作中重要的内容，好的结构设计可以对技术经济产生非常大的影响。本篇毕业设计论文对Ck6125型数控机床在结构设计上充分的考虑了以下方面：(1) 功能的合理布置和布局。(2) 采用了比较短的传动链和比较简单的结构。(3) 科学的划分了部件。(4) 零件间力的平衡，力流的合理传递与闭锁。(5) 系统或零件本身的等强度设计(6) 变形协调原理的应用及其计算(7) 稳定性原则的应用(8) 考虑与强度因素有关的结构改善措施(9) 考虑与热因素有关的结构设计(10) 考虑与摩擦磨损因素有关的结构设计(11) 考虑与腐蚀因素有关的结构设计在考虑上面这些结构设计的基础上既可以满足设计需要又可以最大限度技术和经济在人类进行物质生产、交换活动中始终并存，是不可分割的两个方面。两者互相促进又相互制约。技术具有强烈的应用性和明显的经济目的性，没有应用价值和经济效益的技术是没有生命力的。而经济的发展必须依赖于一定的技术手段，世界上不存在没有技术基础的经济发展。技术与经济的这种特性使得它们之间有着紧密而不可分割的联系。本次毕业设计的是经济型数控车床，车削技术在机床工业上的应用越来越重要。本品参考价格为20万元.（参考数控机床的应用）因为一个机床厂不可能只生产一种机床，种类多了则一种机床的生产数量就不能太多，要根据生产能力和市场要求来设定生产规模。根据鲁南机床厂的生产能力假设如下：平均一年的的生产能力为20台，再不出现产品积压和供不应求的情况下，一年的毛利润为400万元。一台机床需要2个步进电机，每个1300元左右；每台变频调速电机1台，单价8000元左右；每台丝杠两个单价2000元左右；编码器1台，单价1600左右；导轨两台总计2万元左右；所需要的各种轴承、螺钉、螺栓总计需要200元； 所需要的钢材，灰铸铁（包括原料费用，加工成品所需要的费用）总计需要8万元左右（下面有北京05年6月份部分价格表5-1）。增值税税率为17%这样每台机器制造成本大约需要12万元（已除去经营费用、运输费用、存储费用以及管理费用的），成本费用1.5万元（包含运输、保管、存储等费用）。工人工资按每人1500元/月但是每个工人还要生产其他产品，这样一年本产品在工人的工资上总计除去10万元，则可得成本=12*1.17-8*0.17/1.17-4*0.17/1.17=11.902万元纯利润:400-20*（2*0.13+0.8+2*0.2+0.16+2+0.02+8）-10/20*（1-33%）=5.37万元（其中还要除去个人所得税33%的税款）利润还是相当可观的，而且本机器制造简单，体积小占用空间少，便于运输，非常适合私人开的各种小工厂，销路在近几年非常的好总 结 本文设计的CK6125型数控车床，完成了主运动系统及纵横向进给系统的结构设计任务。合理的选择了主电机及步进电机，设计了相应的控制系统，并对主要传动件进行了设计或校验计算。该机床采用手动二档变速，档内变频调速设计，操作方便结构简单。控制系统采用高低压恒流驱动电路来驱动步进电机，使进给系统运行平稳、安全、可靠，实用性强。参考文献1 濮良贵，纪名刚. 机械设计M.北京：高等教育出版社.2001,1003742 张新义. 经济型数控机床M. 北京：机械工业出版社.1993,1021583 吴祖育. 数控机床M. 上海：上海科学技术出版社.1989,78964 王爱玲. 现代数控机床使用操作技术M. 北京：国防工业出版社.2002,1462545 李忠文. 实用电机控制电路M. 北京：化学工业出版社.2003,1321766 李佳. 数控机床及应用M. 北京：清华大学出版社.2001,33787 吉林工学院. 金属切削机床设计（上册）M. 上海：上海科学技术出版社.1979,1021348 机床设计手册编写组. 机床设计手册（2零件设计，上,下册）S. 北京：机械工业出版社.1980,2046239 维邦. 金属切削机床设计（上册）M. 北京：机械工业出版社.1984,3410310 承恩. 现代数控机床（上册）M. 北京：机械工业出版社.1991,378811 蔡春源. 机械零件设计手册（上册）S. 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Published by Moline Tobacco Machinery limonite. 1995,10230417 Nikravesh P E. Computer-aided analysis of mechanical systems M; Prentice-Hall Inc.1998,7710418 Edward G. Pita. Refrigeration Principles and systemsD. Printed in the united states of America.1984,105204附录主 要 符 号 表 主轴计算转速 转矩 主轴要求恒功率调速范围 弯矩 电动机恒功率调速范围 圆周力 切削深度 径向力 进给量 接触疲劳极限 计算功率 电动机轴输入转矩 电动机额定功率 许用接触应力 传动比 使用系数